ORIGINAL_ARTICLE شناسه علمی مجله فوق العاده اسفند1392 دوره سیزدهم شماره 15 - http://mme.modares.ac.ir/article-1-8428-fa.pdf 2014-02-20 0 0 -دوره 13، شماره 15- فوق العاده، اسفند 1392 - http://mme.modares.ac.ir/article-1-8428-en.pdf 2014-02-20 0 0 - -
ORIGINAL_ARTICLE حل تحلیلی ارتعاشات عرضی تیر غیرخطی درجه پنجم و بررسی پاسخ فرکانسی آن تحلیل ارتعاشات غیرخطی تیرها، که در صنعت و سازه های ساختمانی کاربرد وسیعی دارند، دارای اهمیت ویژه ای می باشد. برای رسیدن به یک طراحی مناسب، درک چگونگی ارتعاشات عرضی تیرها و به دست آوردن فرکانس طبیعی آنها بسیار مفید است. لذا در این مقاله، به تحلیل چگونگی ارتعاشات عرضی یک تیر دو سر مفصل، تحت بار محوری ثابت با در نظر گرفتن اثر کشیدگی صفحه میانی و در حضور دمپینگ غیرخطی، در دو حالت تشدید اولیه و ثانویه، با وجود ترم های مختلف غیرخطی پرداخته شده است. برای انجام این تحقیق، از روش مقیاس زمانی چندگانه استفاده شده است. به منظور بررسی میزان دقت روش و صحت سنجی آن، نتایج به دست آمده از روش حاضر با روش عددی رانگ-کوتای درجه چهارم مقایسه گردید، که نشان می دهد روش مد نظر دارای دقت زیادی است. همچنین مقایسه ای بین این روش و روش تحلیلی هموتوپی صورت گرفت که بیانگر آن است که در این مسئله، سرعت همگرایی روش مدنظر بیشتر از روش هموتوپی می باشد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1530-fa.pdf 2014-02-20 1 9 "فرکانس غیرخطی" "روش مقیاس زمانی چندگانه" "دمپینگ غیرخطی" An analytic solution of transversal vibrations and frequency response of quantic non-linear beam Nonlinear vibrations analysis of beams has its own specific importance in industrial, building and civil engineering applications. To achieve a propr design, the understanding of transverse vibrations of double end jointed beams and their nature frequencies, are very useful. In this paper the transverse vibrations analysis of beams with influence of constant axial load are investigated.the effects of mid-plane stretching and nonlinear damping terms in two case of primary and secondary resonance are also addressed. Multiple time scales method is used to make this contribution. In order to verify the accuracy of this method, the results are compared with the results of four order Runge-Kutta numerical method, which has a good accuracy. Comparison of this method and the homotopy method shoes that the convergence of this method is faster than the homotopy method. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1530-en.pdf 2014-02-20 1 9 "Non-linear Frequency" " multiple time Scales method" "Non-linear damping" 1 AUTHOR 2 AUTHOR 3 AUTHOR 4 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی عددی دو آتش‏سوزی همزمان در یک تونل و ارزیابی اثر گرفتگی ناشی از خودروها به روش شبیه‏سازی گردابه‏های بزرگ در این مقاله به مدل¬سازی دو حریق در تونل، با آرایش مختلفی از خودروها با ابعادی متفاوت در بالادست، به کمک نرم¬افزار FDS پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان می‏دهد که رفتار دو حریق درون تونل به فاصله آن‏ها از یکدیگر بستگی دارد. برای خودروهای کوچک با آرایش‏های مختلف سرعت بحرانی برای فواصل متفاوت آن‏ها از آتش تقریباً ثابت مانده ولی برای خودروهای متوسط اندازه گرفتگی در تونل بصورتی خواهد بود که باعث تقویت نیروی اینرسی ناشی از جریان باد نسبت به نیروی شناوری ناشی از پلوم آتش در آن مقطع از تونل می‏شود. با توجه به نتایج بدست آمده، زمانی که فاصله گرفتگی از حریق کم است به سرعت تهویه کمتری برای جلوگیری از برگشت دود در تونل نیاز است. همچنین هنگامی که فاصله مجموعه خودروها تا حریق به اندازه کافی زیاد باشد، اثر گرفتگی بر حریق خنثی می‏شود و سرعت تهویه بحرانی معادل سرعت تهویه بدون حضور خودرو است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1927-fa.pdf 2014-02-20 10 22 تونل حریق گرفتگی توسط خودرو شبیه‏سازی گردابه‏های بزرگ سرعت بحرانی Numerical Investigation of Two Simultaneous Fires in a Tunnel and Evaluation of the Obstructive Influence of Vehicles by Large Eddy Simulation In this paper a simulation of two fires in a tunnel in which varied arrangements of different sized vehicles at the upstream of fires has been accomplished using FDS. The results reveal that the behavior of two fires is directly influenced by distance between them. The calculated critical velocity is not affected by the variations on the small vehicles arrangement and distance between the vehicles and fires. Interestingly, the presence of medium vehicles leads ventilation flow to strengthen inertial force rather than buoyant force of fire plume in tunnel. Accordingly, when there is a short distance between fires and obstructions, less air ventilation is needed to prevent smoke backlayering. Eventually, far distance between the vehicles and the fires results in vanishing obstruction effects. Consequently, the critical velocity is the same as the case in which there is no vehicle in the tunnel. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1927-en.pdf 2014-02-20 10 22 Tunnel Fire Large Eddy Simulation Critical velocity Maryam Mapar 1 AUTHOR Ghassem Heidarinejad 2 Tehran, Ale Ahmad Ave, Tarbiat Modares University, Department of Mechanical Engineering, Room 309 AUTHOR Hadi Pasdarshahri 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE روشی مقاوم برای کنترل از راه دور دستگاه های صنعتی در این مقاله، روش نگاشت ورودی کنترلی شبکه¬ای برای کنترل دستگاه های صنعتی و ماشین¬های موجود در کارخانجات با بهره¬گیری از شبکه های بی¬سیم با پهنای باند کوچک پیشنهاد شده است. برای رسیدن به این هدف، ابتدا روشی برای جبران سازی تأخیر ثابت پیشنهاد می¬شود که بر پایه¬ی حداقل نمودن اختلاف ورودی¬های کنترلی دستگاه تحت کنترل مختل شده در دو حالت زمان¬پیوسته و تأخیری استوار است. به¬این ترتیب که برای سیستم زمان¬پیوسته¬ی موردنظر، کنترل¬کننده¬ی زمان¬پیوسته¬ی کلاسیکی طراحی شده که توانایی مقاومت در برابر عدم قطعیت¬های موجود در مدل¬سازی را دارد. سپس با در نظر گرفتن تأخیر در نمودار جعبه¬ای سیستم حلقه بسته و همچنین لحاظ نمودن اثر عدم قطعیت مدل¬سازی در سیستم گسسته¬ی تحت شبکه، از ره¬یافت تکرار دی-کی برای طراحی کنترل¬کننده¬ی مقاوم گسسته بهره برده می¬شود. همچنین، با پیشنهاد الگوریتمی به گسترش این کنترل-کننده به سیستم¬های کنترل شبکه¬ای بی¬سیم پرداخته می¬شود. از آن جا که روش پیشنهادی پایداری حلقه بسته سیستم های کنترل شبکه¬ای را حتی با نرخ های نمونه برداری پایین تضمین می کند، بهره گیری از آن کاهش پهنای باند شبکه ی موردنیاز سیستم کنترلی و بنابراین کاهش ترافیک شبکه را سبب می شود. شبیه¬سازی¬های انجام شده بر مدل دو دستگاه صنعتی بر کارایی مناسب روش پیشنهادی در سیستم¬های شبکه¬ای مختل دلالت دارد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1983-fa.pdf 2014-02-20 23 37 روش نگاشت ورودی کنترلی شبکه ای شبکه بی سیم کنترل از راه دور مقاوم تأخیر عدم قطعیت A robust method for remote control of industrial plants A robust delayed plant-input mapping methodology is proposed to control of industrial plants through wireless communication networks. In this way, firstly a robust classic controller is designed for original continuous-time system according to a predefined uncertainty bound. Then compensation of the destabilizing effects of a constant delay is then concerned. For this purpose, a digital controller is designed using D-K iteration method. Finally this algorithm is modified to overcome the wireless network effects, e.g. random network delay, packet loss and packet disordering. Simulation studies on two benchmark industrial problems demonstrate the effectiveness of the proposed method for uncertain plants. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1983-en.pdf 2014-02-20 23 37 Networked plant input mapping Wireless networks Remote robust control Delay Uncertainty 1 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE شبیه سازی امپدانس غلظت سوخت پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای در این مقاله یک مدل گذرا برای آند پیل¬های سوختی اکسید جامد ارائه شده است که علاوه بر عملکرد پایا و رفتار گذرای آنها، طیف امپدانس الکتروشیمیایی را نیز شبیه سازی می¬کند. مدل ارائه شده انتقال جرم را با فرآیند الکتروشیمیایی کوپل می¬کند. از معادلات بقای ناویر- استوکس و بقای اجزاء به صورت یک بعدی برای مدلسازی انتقال گاز در کانال آند استفاده شده و برای مدلسازی فرآیند الکتروشیمیایی از معادله خطی استفاده گردیده است. جهت مدلسازی امپدانس الکتروشیمیایی به مجموعه معادلات گذرای مذکور تحریک سینوسی اعمال شده و پاسخ سیستم جهت محاسبه امپدانس استفاده گردیده است. به منظور حل مجموعه معادلات به دست آمده، یک کد عددی بر پایه روش حجم محدود توسعه یافته است. نتایج به دست آمده نشان می¬دهند که انتقال جرم در کانال آند منجر به ایجاد یک نیم دایره خازنی فرکانس پایین در نمودار نایکوئیست می¬گردد. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف مانند افت ولتاژ، دما، سرعت و غلظت هیدروژن ورودی بر انتقال جرم و طیف امپدانس حاصل از آن بررسی گردیده و بر روی نتایج حاصله بحث شده است. نتایج شبیه¬سازی تطابق خوبی با نتایج منتشر شده دارند. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1370-fa.pdf 2014-02-20 38 49 پیل سوختی اکسید جامد طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی مدل سازی امپدانس امپدانس غلظت Fuel concentration impedance simulation of a planar Solid Oxide Fuel Cell This paper presents a transient model for planar solid oxide fuel cells anode, which allows the simulation of steady-state performance characteristics, transient operation behavior, as well as electrochemical impedance spectra. The developed model couples the mass transport with electrochemical kinetics. The 1D Navier-Stokes conservation equations and species conservation equations are used for gas transport in the anode channel, and the linear kinetic is used for the anode electrochemistry. In order to model the electrochemical impedance, a sinusoidal excitation is imposed to system of transient equations and the obtained harmonic response is used as a base for electrochemical impedance spectra simulation. In order to solve the system of the nonlinear equations, a numerical code based on finite volume method is developed and utilized. Results show that the mass transfer in channel leads to a low frequency capacitive semicircle in the Nyquist plot. Moreover, the influence of parameters such as overvoltage, temperature, velocity and hydrogen inlet concentration on the electrochemical impedance has also been studied and the results are discussed. The simulation results are in good agreement with published data. http://mme.modares.ac.ir/article-1-1370-en.pdf 2014-02-20 38 49 Solid oxide fuel cell Electrochemical Impedance Spectroscopy Impedance Modeling Concentration Impedance 1 AUTHOR 2 AUTHOR 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی سختی و رفتار فشاری نانوکامپوزیت آلومینیوم/ الیاف کوتاه شیشه تولید شده به روش آسیاب گلوله ای و پرس گرم آلیاژ نانوساختار آلومینیومی (Al-8wt%Zn-3wt%Mg) بوسیله دو مکانیزم همزمان شکست و جوش سرد آلیاژسازی مکانیکی بر روی پودرهای اولیه عناصر تشکیل دهنده، تولید شد و از این آلیاژ نانوساختار به عنوان زمینه برای نانوکامپوزیت Al/Short glass fiber استفاده شد. پودر نانوکامپوزیت تولید شده با روش آلیاژسازی مکانیکی، تحت فشار MPa 400 و در دمای C°380 در قالب استوانه ای پرس گرم شده و نمونه نانوکامپوزیت بالک ساخته شد. چگالی نسبی و خواص مکانیکی همچون سختی، استحکام فشاری این نانوکاپوزیت در درصدهای وزنی 1، 3 و 5 از الیاف کوتاه شیشه مورد بررسی قرار گرفت. چگالی نسبی در نمونه با 5 درصد تقویت کننده بسیار کمتر از نمونه 1 و 3 درصد شده و این موضوع نشان دهنده افزایش شدید تخلخل ها در فصل مشترک فاز زمینه و تقویت کننده در نمونه با 5 درصد الیاف شیشه است. استحکام فشاری و سختی از نمونه 1 به 3 درصد افزایش ولی در 5 درصد به دلیل کاهش شدید در چگالی، کاهش یافت. همچنین استحکام فشاری نانوکامپوزیت با زمینه های آلومینیوم آلیاژی و آلومینیوم خالص مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج نشان دهنده تقویت کنندگی بیشتر در نمونه با زمینه آلومینیوم خالص می باشد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3464-fa.pdf 2014-02-20 50 58 نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی خواص مکانیکی آسیاب کاری گلوله ای پرس گرم الیاف شیشه Investigation of hardness and compression behavior of Al/Short glassf nanocomposite produced by ball milling and hot pressing Nanostructured (Al-8wt%Zn-3wt%Mg) alloy was synthesized by simultaneous fracture and cold welding mechanisms in mechanical alloying with initial elemental powders and subsequently, this alloy was applied as matrix to fabricate Al/Short glass fiber nanocomposite in 1, 3 and 5 percent of glass fibers. The resulting powders were consolidated under 400 MPa at 380 °C in cylindrical die to produce consolidated nanocomposites. Relative density of samples reduced with increasing the percentage of glass fibers and this trend was more intense from 3 to 5 percent. Also compressive strength and hardness were investigated for these samples in different percent of glass fiber. The results showed that strength and hardness were enhanced with increasing glass fiber but decrease of mechanical properties was observed in 5 percent due to reducing in relative density. Compressive strength was compared between nanocomposite with pure Al and Al alloy matrix, and results show more reinforcement in Al based sample. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3464-en.pdf 2014-02-20 50 58 Aluminum Based Nanocomposite Mechanical properties Ball Milling Hot pressing glass fiber 1 AUTHOR Amin Azimi 2 AUTHOR Ashkan Zolriasatein 3 AUTHOR Ali-Asghar jafari 4 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE محاسبه ضرایب شدت تنش دینامیکی در مواد ارتوتروپیک تحت بار حرارتی با روش المان محدود توسعه‌یافته در این مقاله، از روش المان محدود توسعه¬یافته برای محاسبه ضرایب شدت تنش در مواد ارتوتروپیک تحت شوک مکانیکی و حرارتی استفاده شده است. معادلات ترموالاستیسیته غیرکوپل در نظر گرفته شده است. شبکه المانی ناحیه حل با کاربرد المانهای چهار گره¬ای و هشت گره¬ای ایجاد شده است. برای بدست آوردن ضرایب شدت تنش نیز انتگرال برهم کنش بکار گرفته شده است. برای حل انتگرال زمانی معادلات الاستودینامیک روش نیومارک و برای حل عددی معادله هدایت گرمایی روش کرنک- نیکلسون بکار برده شده است. کلیه مراحل حل مسئله از جمله المان بندی و حل معادلات مربوطه و استخراج نتایج با کدنویسی در نرم افزار MATLAB انجام شده است. در نهایت، در چند مثال عددی ضرایب شدت تنش دینامیکی بدست آمده از روش ارائه شده با نتایج تحلیلی و محاسباتی مقایسه شده است. همچنین، اثر زاویه ناهمسانگردی روی ضرایب شدت تنش حرارتی بررسی شده است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3208-fa.pdf 2014-02-20 59 69 روش المان‌ محدود توسعه‌یافته مواد ارتوتروپیک ضرایب شدت تنش دینامیکی بارگذاری حرارتی Calculation of dynamic stress intensity factors in orthotropic media under thermal loading by XFEM In this paper, the eXtended Finite Element Method is implemented to model the effect of the mechanical and thermal shocks on a cracked 2D orthotropic media. The uncoupled thermoelasticity equations are considered. Isoparametric four-node and eight-node rectangular elements are used to discrete governing equations. The dynamical stress intensity factors are computed by the interaction integral method. The Newmark and the Crank–Nicolson time integration schemes are used to numerical solve the spatial-discretized elastodynamic and thermal equations, respectively. A MATLAB code is developed to carry out all stages of the calculations from mesh generation to post-processing. Several elastic and thermoelastic numerical examples are implemented, to check the accuracy of the results and to investigate the effect of the orthotropic direction on the stress intensity factors. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3208-en.pdf 2014-02-20 59 69 Extended finite element method orthotropic materials Stress Intensity Factors (SIFs) Thermal loading 1 AUTHOR 2 AUTHOR 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE تحلیل نفوذ پرتابه فرسایشی با سرعت بالا در هدف بتنی نیمه بی نهایت در این مقاله، رفتار بتن تحت نفوذ یک پرتابه فرسایشی تحلیل شده است. بر این اساس و بر مبنای تشابهات کیفی نفوذ فرسایشی در اهداف فلزی و بتنی، میدان جریان ذرات حول نوک پرتابه فرسایشی در حال نفوذ در یک هدف بتنی مورد بررسی قرار گرفت. بر مبنای مدل ویسکوپلاستیک در بتن، میدان پلاستیک در هدف در مدل والکر-اندرسون تغییر داده شده و مدل بهبود یافته والکر-اندرسون جهت تحلیل نفوذ فرسایشی در بتن ارائه گردیده است. با توجه به عدم وجود مدلی تحلیلی و نیز آزمایش¬های استاندارد در خصوص نفوذ فرسایشی پرتابه¬های میله بلند (9≤L/d≤11 و جرم 9gr تا 11gr) در بتن، 52 آزمایش نفوذ سرعت بالا (650 m/s تا 1150 m/s) طراحی و صورت پذیرفته است. علاوه بر آن با حل معادلات نهایی مدل فورستال عمق نفوذ برای پرتابه¬های فرسایشی بر مبنای مدل فورستال محاسبه شده است. مقایسه نتایج مربوط به مدل بهبود یافته والکر - اندرسون با نتایج حاصل از مدل فورستال نشان داد که علی رغم جامعیت مدل فورستال در نفوذ صلب، استفاده از این مدل حتی به عنوان یک تخمین مهندسی جهت تحلیل نفوذ فرسایشی در اهداف بتنی اشتباه است. بعلاوه، مدل بهبود یافته والکر-اندرسون به خوبی نفوذ فرسایشی در بتن را تحلیل می¬نماید. http://mme.modares.ac.ir/article-1-10679-fa.pdf 2014-02-20 70 82 نفوذ فرسایشی پرتابه میله بلند بتن مدل تحلیلی High velocity penetration analysis of eroding projectile into semi-infinite concrete target In this paper, the behavior of concrete subjected to eroding penetration of projectiles is studied. Based on qualitative similarities of eroding penetration at metallic and concrete targets, plastic flow of the particles around the projectile tip in a concrete target is illustrated. Based on visco-plastic behavior of concrete, changes on the plastic field of the target at Walker-Anderson model is made in order to analyze eroding penetration into concrete. Since there is not any analytical model and standard tests for eroding long rod (9≤L/d≤11 and 11gr<m<9gr) penetration into the concrete, 52 high velocity penetration tests were designed and carried out. Furthermore, with solving the final equations of the Forrestal model, penetration depth of eroding projectiles is calculated. Comparison between the results of the improved Walker-Anderson model and the Forrestal model showed that although the Forrestal model is a comprehensive model in rigid penetration, using it for assessment of eroding penetration into concrete is completely wrong. Besides, the improved Walker-Anderson model can analyze this phenomenon satisfactorily. http://mme.modares.ac.ir/article-1-10679-en.pdf 2014-02-20 70 82 eroding penetration long rod projectile concrete analytical model ali Alavi Nia 1 AUTHOR mogtaba zolfaghari 2 AUTHOR hossein khodarahmi 3 AUTHOR mahmood nili 4 AUTHOR amir hossin ghorbankhani 5 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE شبیه سازی جریانهای الکترواسموتیک موازی به روش لتیس بولتزمن در این مقاله با ارائه دو مدل جدید و مناسب از معادلات پواسون و ارنست - پلانک در روش لتیس بولتزمن، جریان الکترواسموتیک در یک ریزمجرای تخت با توزیع غیر یکنواخت بار سطحی دیوار مورد بررسی قرار گرفته است. حل معادلات ارنست - پلانک در تعیین توزیع یونها از آن جهت حائز اهمیت است که بر خلاف توزیع بولتزمن، اثر مکانیزم مهم جابجایی نیز در توزیع یونها لحاظ می شود. ارزیابی صحت مدل به کمک شبیه سازی تغییرات پتانسیل الکتریکی و جریان الکترواسموتیک در یک ریزمجرای تخت با بار سطحی یکنواخت که حل تحلیلی و عددی آن نیز موجود است، صورت گرفته است. در نهایت جریان الکترواسموتیک در یک مجرا با بار سطحی غیر یکنواخت (موضعی) در دوحالت منفرد و موازی شبیه سازی و مورد بررسی قرار میگیرد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-7247-fa.pdf 2014-02-20 83 97 جریان الکترواسموتیک لتیس بولتزمن معادله ارنست – پلانک معادله پواسون ریزمجرا Simulation of parallel electroosmotic flows with lattice Boltzmann method In the present work a new lattice Boltzmann (LB) framework has been developed to study the electroosmotic flows in a 2-D flat microchannel. The governing equations are presented in the continuum model, while a set of equivalent equations in LB model is introduced and solved numerically. In particular, the Poisson and the Nernst–Planck (NP) equations are solved by two new lattice evolution methods. In the analysis of electroosmotic flows, when the convective effects are not negligible or the Electric Double Layers (EDLs) have overlap, the NP equations must be employed to determine the ionic distribution throughout the microchannel. The results of these new models have been validated by available analytical and numerical results. The new framework has also been used to examine the electroosmotic flows in single and parallel heterogeneous microchannels. http://mme.modares.ac.ir/article-1-7247-en.pdf 2014-02-20 83 97 Electroosmotic flow Lattice Boltzmann Method Nernst–Planck equation Poisson equation Omid Mohammadipoor 1 PhD student - Ferdowsi University of Mashhad AUTHOR 2 AUTHOR Seyed Ali Mirbozorgi 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی تجربی ساختار گردابه های روی یک مدل زیرسطحی بررسی میدان جریان اطراف اجسام خط جریانی تقارن محوری که تشکیل دهنده بدنه اصلی هواپیماها و زیردریاییها می باشد،مورد توجه محققین زیادی قرار دارد.این تحقیق سعی دارد با استفاده از دو روش مرئی سازی،میدان جریان ایجاد شده در اطراف یک مدل زیرسطحی استاندارد را در زوایای حمله مختلف بررسی نماید.با بهرهگیری از روش مرئی سازی جریان دود توسط نور لیزر در یک تونل عمودی،ساختارهای گردابه ای تشکیل شده اطراف این مدل در زاویه حمله 40 درجه به صورت کیفی بررسی شده است.آشکار سازی خطوط میدان تنش برشی بر روی سطح مدل نیز با استفاده از روغن و رنگدانه در زوایای حمله 30≥ α >صفر انجام شده است. استفاده از دو روش تجربی مرئی سازی در این تحقیق به درک بیشتر میدان سه بعدی گردابه های تشکیل شده در اطراف یک مدل زیرسطحی کمک شایانی کرده است و این پژوهش را نسبت به تحقیقات مرتبط گذشته متمایز می سازد.نحوه تشکیل و رشد گردابه اولیه و ثانویه در امتداد مدل با استفاده از نتایج مرئی سازی با دود و نور لیزر به صورت کیفی تفسیر شده است.همچنین مکان جدایش های اولیه و ثانویه جریان در امتداد سطح مدل در زوایای حمله مختلف با استفاده از نتایج مرئی سازی با روغن استخراج شدهاند. http://mme.modares.ac.ir/article-1-8303-fa.pdf 2014-02-20 98 109 رفتار جریان مدل زیرسطحی مرئی سازی جریان تونل باد Experimental Investigation of the Vortex Structure on a Submersible Model The flow field around the axisymmetric streamlined bodies which forms the main body of the airplanes and submarines has been the subject of several researches. The present study aimed to investigate the flow field around a standard submersible model in various angles of attack by employing two visualization methods. The vortex structures around the model are qualitatively studied at the 40-degree angle of attack in a vertical wind tunnel. These structures are visualized by the laser sheet illumination of the smoke injected flow. The shear stress field lines on the model surface in the 0≤ α ≤35° angles of attack became visible by oil and pigments. Noteworthy and distinct aspect of the present study is the application of two empirical visualizing methods which made three dimensional vortical field more understandable. Formation and development of the primary and secondary vortex along the model length are qualitatively interpreted by the results of the smoke and laser light visualization technique. Moreover, the primary and secondary separation lines along model length for various angles of attack were deduced from the results of the oil flow visualization. http://mme.modares.ac.ir/article-1-8303-en.pdf 2014-02-20 98 109 Flow behavior Submersible model Flow visualization Wind tunnel Ali Saeidi nezhad 1 PhD Student, Mech. Eng., Yazd Univ., Yazd, Iran AUTHOR Ali Akbar Dehghan 2 Assoc. Prof., Mech. Eng., Yazd Univ., Yazd, Iran AUTHOR Mojtaba Dehghan Manshadi 3 Assis. Prof., Mech. Eng., Malek Ashtar Univ., Esfahan, Iran. AUTHOR Mohamad Kazemi Esfeh 4 MSc. Mech. Eng., Yazd Univ., Yazd, Iran AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی تجربی لوله های حرارتی نوسانی و تأثیر تغییر طول ناحیه تبخیرکننده بر عملکرد آن توسعه تجهیزات الکترونیکی با عملکرد بالا به وسایل انتقال حرارت با ظرفیت بالا نیاز دارد. لوله های حرارتی نوسانی نسبت به لوله های حرارتی معمولی عملکرد بهتری دارند و می توانند برای بهبود خنک کردن وسایل الکترونیکی در آینده مورد استفاده قرار گیرند. همچنین لوله های حرارتی به عنوان مبدل های انتقال حرارت در بسیاری از کاربرد های صنعتی قابلیت استفاده دارند. در این تحقیق یک لوله حرارتی نوسانی با پنج دور ساخته شده و در آن از نانوسیال فروفلوید استفاده شده است و تأثیر طول ناحیه تبخیر کننده بر عملکرد حرارتی آن به صورت تجربی بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که عملکرد لوله حرارتی با افزایش طول ناحیه تبخیر کننده بهبود می یابد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-11165-fa.pdf 2014-02-20 110 115 لوله حرارتی نوسانی مقاومت حرارتی نانوسیال طول اواپراتور Effects of Evaporator’s Length on Pulsating Heat Pipes’ Thermal Performance Developing the high performance electrical devices requires high capacity heat transfer manners, which could be the pulsating heat pipes (PHPs). PHPs have a better performance in compare with conventional heat pipes (HPs), besides, they can be used to improve cooling systems for electrical devices, in future. There are some other applications for PHPs in other industries as heat transfer converters, either. The effect of the evaporator’s length on the PHPs’ performance is investigated experimentally by hiring a five turns PHPs and ferrofluid as set-up and working nanofluid, respectively. The results show that PHPs’ performance is enhanced by increasing the evaporator’s length. http://mme.modares.ac.ir/article-1-11165-en.pdf 2014-02-20 110 115 Pulsating heat pipes (PHPs) Thermal resistance nanofluid Evaporator's length 1 AUTHOR 2 AUTHOR 3 AUTHOR 4 AUTHOR 5 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی پدیده پرش و ناپایداری بالواره غیرخطی به روش اتفاقی در این مطالعه به ارائه یک روش جدید برای بررسی ناپایداری سیستمهای آیروالاستیک غیرخطی پرداخته می شود. در این روش از قابلیت تحلیل ارتعاشات اتفاقی یک سیستم غیرخطی مبتنی بر خواص آماری پاسخ و بسط آن برای یک سیستم آیروالاستیک غیرخطی استفاده میشود تا بتوان ناپایداری این سیستم غیرخطی را بدون ورود به حوزه زمان و همچنین بدون تحلیل نوسانات چرخه حد بررسی نمود. برای این منظور از یک بالواره غیرخطی دو درجه آزادی با فنر درجه 3 تحت جریان شبه¬پایا استفاده می-شود. در ابتدا فرض می¬شود که علاوه بر نیروی برآ و ممان آیرودینامیکی یک نیروی اتفاقی به صورت نویز سفید و با تابع چگالی احتمال گوسین به بالواره غیرخطی وارد می¬گردد. با استفاده از روش خطی سازی آماری و آنالیز ارتعاشات اتفاقی سیستم¬های غیرخطی، معادله یک نگاشت غیرخطی یک بعدی برای واریانس پاسخ و سرعت جریان بدست می¬آید. از تحلیل این نگاشت غیرخطی یک معادله جبری غیرخطی شامل دو متغیر واریانس پاسخ و سرعت جریان ایجاد می¬گردد، و با حل این معادله برای سرعت¬های مختلف جریان، سرعت ناپایداری سیستم غیرخطی در نقطه واریانس بیشینه محاسبه می¬شود. در نهایت با تحلیل این معادله غیرخطی پدیده پرش در نمودار سرعت-واریانس توسط نقطه دوشاخگی مماسی بررسی می¬گردد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-2727-fa.pdf 2014-02-20 116 125 فلاتر بالواره غیرخطی پدیده پرش دوشاخگی تانژانتی روش اتفاقی Jump Phenomenon and Flutter Analysis of Nonlinear Airfoil with Stochastic Approach In this study a new approach for investigating the flutter speed of nonlinear aeroelastic systems is proposed. In this approach, the compatibility of nonlinear random vibration analysis based on the statistical properties of response is used and extended to the nonlinear aeroelastic systems to analyze the instability of these systems with using neither time domain analysis nor limit cycle oscillations. To this aim a 2-degree nonlinear airfoil with cubic torsional spring under quasi steady flow is considered as an aeroelastic system. At first, one random Gaussian white noise is added to the aerodynamic lift force then the statistical linearization and the random vibration analysis of the nonlinear systems are used to obtain a nonlinear map of response-variance with flow velocity as the control parameter. This nonlinear map leads to a nonlinear algebraic equation which consists of two parameters as the flow velocity and variance of the response. By solving this nonlinear equation for various flow velocities, the flutter speed is considered as the maximum of response-variance. Finally the jump phenomenon is also investigated where tangent bifurcation occurs. http://mme.modares.ac.ir/article-1-2727-en.pdf 2014-02-20 116 125 Flutter Nonlinear airfoil Jump phenomenon Tangent bifurcation Stochastic Method Saeid Irani 1 Faculty/ K.N. Toosi University of technology AUTHOR Saeid Sazesh 2 Khaje Nasir Toosi University of Technology AUTHOR Mahdi Shayanmehr 3 Khaje Nasir Toosi University of Technology AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE اثر درصد همپوشانی پاس‌ها و خنک کاری سریع در فرآیند اصطکاک اغتشاشی بر روی ریزساختار و مقاومت مکانیکی آلیاژ AZ31 فرآیند اصطکاک اغتشاشی، یک فرآیند حالت جامد است که در گروه فرآیندهای دارای تغییر شکل شدید قرار می گیرد و از آن برای تغییر ریز ساختار ماده استفاده می گردد. این تغییر در ریزساختار که به واسطه تبلور مجدد دینامیکی ایجاد می شود، خواص مکانیکی ماده را تغییر می دهد. منیزیم سبک ترین فلز سازه ای است که استفاده گسترده ای در صنایع خودروسازی و هوافضا دارد. در این تحقیق سطح آلیاژ AZ31 با استفاده از همپوشانی پاس ها، تحت فرآیند اصطکاک اغتشاشی قرار گرفته است. همپوشانی ها در دو حالت 50 و صفر درصد انجام گردیدند. به منظور کنترل دما و جلوگیری از افزایش زیاد دما در حین انجام فرآیند، از خنک کاری سریع استفاده شد. فرآیند اصطکاک اغتشاشی باعث گردید که ساختار غیریکنواخت ماده خام با اندازه دانه های متوسط 18 میکرومتر به ساختاری یکنواخت در حالت همپوشانی صفر درصد به اندازه دانه هایی در حدود 7 میکرومتر کاهش، تنش نهایی 9/29 و تغییر شکل 8/19 درصد نسبت به ماده خام افزایش یابد. در حالت همپوشانی 50% یکنواختی اندازه دانه ها کمتر از حالت صفر درصد گردید و تنش نهایی 98/19 و تغییر شکل 9/3 درصد نسبت به ماده خام افزایش یافت. http://mme.modares.ac.ir/article-1-7411-fa.pdf 2014-02-20 126 135 اصطکاک اغتشاشی منیزیم خنک کاری همپوشانی Effect of overlapping ratio and rapid cooling in friction stir process on the microstructure and mechanical properties of AZ31 alloy Friction stir process is one of the severe plastic deformation techniques which causes microstructure refinement and hence change in mechanical properties of the specimen. Temperature, strain and strain rate which are the results of this process, causing dynamic recrystallization and followed by shift in mechanical properties. Magnesium is the lightest structural alloy which is used in a wide range, in the automobile and aerospace industries. In this research, the overlapping friction stir process is applied on the surface of AZ31 alloy. The overlapping is conducted in 50 and 0 percentages. In order to reduce the temperature which is generated in the process, rapid cooling was used. After friction stir processing in the 0 percent overlapping the grains refine from 18 micrometer in the base metal to 7 micrometer with a uniformer structure than the base metal, ultimate tensile strength and elongation increased 29.9% and 19.8%, respectively with respect to the base metal. The structural uniformity of 50 percent overlapping was less than that of 0 percent overlapping, ultimate tensile strength and elongation increased 19.98% and 3.9%, respectively with respect to the base metal. http://mme.modares.ac.ir/article-1-7411-en.pdf 2014-02-20 126 135 friction stir process magnesium rapid cooling overlapping ali alavi nia 1 AUTHOR hamid omidvar 2 AUTHOR hassan nourbakhsh 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی ترموفیزیکی تماس یک قطره آب با متان مایع یکی از راه های انتقال گاز طبیعی به بازارهای دوردست، مایع سازی و حمل آن با کشتی است. در این راستا تامین ایمنی انتقال گاز طبیعی به بازارهای مصرف جهانی ، اهمیت ویژه ای دارد. در اثر تماس و برخورد هر ماده خارجی با سیال LNG، جوشش سریع همراه با افزایش ناگهانی در فشار، رخ خواهد داد. در این مقاله، برخورد آب در دمای oC0 ( سیال با دمای بالاتر) با متان مایع (به دلیل نزدیک بودن خواص ترموفیزیکی به LNG) در دماهای بسیار پایین (oC162-) از نظر ترموفیزیکی بررسی شده است. شدت انتقال حرارت بین قطره آب و متان مایع، رشد سریع فیلم بخار متان و افزایش ناگهانی فشار داخل فیلم را بهمراه دارد. در این شرایط رخداد پدیده انفجار بخار، ایمنی سیستم را به مخاطره میاندازد. مدل ریاضی این پدیده با در نظر گرفتن شرایط اشباع در سطح بین فازی بدست آمده و سپس میزان افزایش فشار ناگهانی، افزایش دما در سطح بین فازی و رشد فیلم بخار در اثر تغییر پارامترهای ترموفیزیکی مختلف تعیین شده است. بر اساس نتایج بدست آمده پالس فشار بخار ایجاد شده درون فیلم، در مواردی حتی بیش از 3 برابر فشار اولیه بوده که می تواند ایمنی سیستم را مختل نماید. http://mme.modares.ac.ir/article-1-10069-fa.pdf 2014-02-20 136 146 متان مایع قطره آب فیلم بخار انتقال حرارت سطح بین فازی Thermo physical Investigation of contact between water drop and liquid methane Marine transportation is the most conventional method for transportation of natural gas, mostly liquid form; namely, Liquefied Natural Gas (LNG) to international far market. Hereon provide safe transportation of natural gas is very important. In the event of exterior material contact to LNG, swift boiling and exploding anticipated. The paper, investigates thermo physical water contact (0oC as a fluid with higher temperature) with liquid methane (cause the similarity of thermo physical properties to LNG) at low temperature (-162oC). The intensity of heat transfer between water particle and liquefied methane resulted to swift pressure increase in vapor film. It causes the generation and swift growth of methane vapor film which has been resulted from abrupt evaporation and results to liquid methane explosion. In this situation, the intense vapor explosion phenomena, endangers the safety of system. Mathematical model of these phenomena has been developed by assuming saturation condition on interface phase. Then, the effects of different thermo physical parameter changes on vapor film growth have been investigated. Based on the results, in some cases, the vapor pressure pulse created in the film has been more than 3 times the initial pressure, which can endanger the safety of system. http://mme.modares.ac.ir/article-1-10069-en.pdf 2014-02-20 136 146 Liquid Methane Water drop Vapor film Heat Transfer Phase transition interface ali jahanggiri 1 AUTHOR mojtaba biglari 2 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE مطالعه عددی و تجربی بر حساسیت حسگر نیروی استاتیکی با استفاده از ماده اَبَرمگنتواستریکتیو ترفنل- دی در این پژوهش تاثیر پارامترهای موثر بر حساسیت حسگر نیروی مگنتواستریکتیو مورد بررسی قرار گرفته¬اند و یک حسگر نیروی مگنتواستریکتیو با حساسیت بسیار بالا طراحی و ساخته شده است. در ابتدا، مبانی عملکردی حسگرهای نیروی مگنتواستریکتیو ارائه شده است. سپس به طراحی مفهومی حسگر پرداخته شده و در خلال آن هندسه حسگر و مواد مورد نیاز در ساخت حسگر تعیین شدند. در قدم بعدی به اندازه¬گیری مشخصات هیسترزیس مغناطیسی مواد مورد استفاده و بهینه سازی خواص مغناطیسی پرداخته شده است. بدین منظور منحنی هیسترزیس مغناطیسی آهن کم کربن آنیل نشده و آهن کم کربن آنیل شده تحت شدت جریان¬های مختلف و همچنین منحنی هیسترزیس مغناطیسی میله ترفنل-دی نوع یکپارچه تحت شدت جریان¬ها و پیش¬بارهای مختلف اندازه¬گیری شده است. سپس، با استفاده از نتایج تجربی به دست آمده، شبیه سازی عددی با نرم¬افزار المان محدود انجام گرفته و پارامترهای هندسی موثر بر حساسیت حسگر بهینه سازی شدند. در انتها حسگر نیروی مگنتواستریکتیو ساخته شد و حساسیت و مشخصات عملکردی آن در شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. حسگر ساخته شده دارای خطای خطی پذیری 8/2% کل بازه و حساسیت mV/N 0/51 می¬باشد که در مقایسه با حسگرهای مگنتواستریکتیو مشابه مقدار بالاتری را به خود اختصاص داده است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-4038-fa.pdf 2014-02-20 147 158 حسگر نیرو مگنتواستریکتیو مگنتوالاستیسیته ترفنل-دی هیسترزیس مغناطیسی Numerical and Experimental Study on Sensitivity of Static Force Sensor Using Giant Magnetostrictive Material In this article, the influences of different effective parameters on sensitivity of a magnetostrictive force sensor are investigated and then, a high sensitive magnetostrictive force sensor is designed and fabricated. Initially, the operational principles related to magnetostrictive force sensors are presented. Then, conceptual design of the sensor is illustrated and sensors geometry and applied materials are determined. In the next step, measurement of magnetic hysteresis and optimization of the magnetic properties through heat treatment are presented. To this end, magnetic hysteresis curves of not-annealed low carbon iron and annealed low carbon iron under different currents and magnetic hysteresis curve of bulk TERFENOL-D under different preloads and currents are obtained. Then, through numerical simulations using finite element method software, parameters affecting sensor sensitivity were identified and designed. Finally magnetostrictive force sensor is fabricated and its sensitivity and functional specifications are tested under different conditions. The magnetostrictive force sensor sensitivity and linearity error are found as 0.51mV/N and 2.8% FSO respectively, which is a higher value compared to similar magnetostrictive force sensors. http://mme.modares.ac.ir/article-1-4038-en.pdf 2014-02-20 147 158 Force Sensor Magnetostrictive Magnetoelasticity TERFENOL-D Magnetic Hysteresis shahed mirzamohammadi 1 AUTHOR mojtaba ghodsi 2 AUTHOR y hojjat 3 AUTHOR soheil talebian 4 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بهینه سازی دو هدفه افزایش نرخ انتقال حرارت و کاهش هزینه کلی در مبادله کن های حرارتی پوسته لوله ای در این پژوهش، بهینه سازی مبادله کن های حرارتی پوسته لوله ای با دو هدف افزایش نرخ انتقال حرارت و کاهش هزینه کلی، توسط الگوریتم ژنتیک انجام شده است. تمامی استانداردها و قیدهای مورد نیاز برای هندسه مبادله کن، قید حداقل و حداکثر سرعت جریان ها و قید حداکثر افت فشارها در فرایند بهینه سازی رعایت شده اند. رابطه بین توابع هدف و متغیرهای بهینه سازی، به صورت ضمنی و به شدت پیچیده می باشد. هدایت الگوریتم ژنتیک با این ملاحظه صورت پذیرفته است که از قرار گرفتن مقادیر متغیرهای بهینه سازی در بهینه محلی جلوگیری شود. در این مطالعه ابتدا بهینه سازی با یازده متغیر انجام پذیرفته و نمودار پارتو مربوطه به دست آمده است. مقایسه نتایج با داده های موجود بهبود چشمگیر انتقال حرارت و کاهش موثر هزینه کلی را دربر داشته است. در گام بعدی، با توجه به اینکه سیال خنک کننده در مطالعه موردی انجام شده آب دریا می باشد، دبی جرمی سیال خنک کننده به عنوان متغیر دوازدهم اضافه و فرایند بهینه سازی تکرار گردید. نمودار پارتو به دست آمده نسبت به حالت قبل بهبود قابل توجهی را نشان می دهد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-2957-fa.pdf 2014-02-20 159 168 بهینه سازی مبادله کن پوسته لوله ای الگوریتم ژنتیک Two Objective Optimization of Heat Transfer Rate and Total Cost Decrement in Shell-and-Tube Heat Exchangers In this research, optimization of shell-and-tube heat exchangers with dual objectives of achieving upper heat transfer rate and lower total cost has been done by the Genetic algorithm. All geometrical constraints and standards, minimum and maximum velocity limits as well as maximum allowable pressure drops are considered in optimization process. Relations between the objective functions and optimization variables have many complexities so that the gradient approach employed by many optimization algorithms may not be adequate. Special care has been taken in employing Genetic algorithm to assure that the optimized values of variables are not trapped in local optimum domains. To evaluate the precision of computer code of current study, a comprehensive case study has been considered. The optimization has been accomplished by considering 11 variables. In a next attempt the mass flow of cooling fluid, which is the sea water in the case under study, has been added as the 12th variable. The obtained Pareto plots show that the optimized parameters suggested by this study provide upper heat transfer rate and simultaneous lower total cost relative to available results. http://mme.modares.ac.ir/article-1-2957-en.pdf 2014-02-20 159 168 Optimization shell-and-tube genetic algorithm Mohsen Amini 1 K. N. Toosi University of Technology AUTHOR majid bazargan 2 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE پایش استحکام کاهش یافته قطعات کامپوزیتی سوراخ شده توسط روش آکوستیک امیشن سوراخکاری کامپوزیت ها یکی از فرایند های مهم در ساخت و مونتاژ سازه های صنعتی می باشد. با این حال سوراخکاری کامپوزیت ها باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل کاهش مقاومت سازه می گردد. در این مقاله اثر پارامترهای سرعت برشی، نرخ پیشروی و زاویه رأس مته بر مقاومت پسماند کششی نمونه بررسی می شود. بدین منظور از روش طراحی آزمایشات تاگوچی در 3 تراز و با 3 فاکتور استفاده گردید. همچنین روش آکوستیک امیشن به همراه روش تحلیل سیگنال موجک برای پایش مقاومت پسماند کششی و تفکیک حوزه فرکانسی مکانیزم¬های مختلف شکست بکار گرفته شد. مطابق نتایج، نرخ پیشروی به عنوان مهمترین عامل شناسایی گردید و محدوده فرکانسی شکست ماتریس 62.5-125 کیلوهرتز، لغزش الیاف 250-312.5 کیلوهرتز و شکست الیاف 312.5-375 کیلوهرتز، محاسبه شد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-6011-fa.pdf 2014-02-20 169 183 سوراخکاری کامپوزیت مقاومت پسماند آکوستیک امیشن آنالیز موجک Study of Residual Tensile Strength in Drilled Composite Laminates by Acoustic Emission Drilling of composite materials is one of the major processes in the manufacturing and assembly of sub-component. However, drilling of composite laminates can cause several damages such as degradation in residual tensile strength. In this study, effects of cutting speed, feed rate and drill angle on residual tensile strength of drilled laminates has been investigated. For this purpose, the Taguchi method was employed for three factors at three levels. Acoustic emission signals and wavelet analysis are used to monitor residual tensile strength. The experimental results indicated that the feed rate has the most significant effect. Based on time-frequency analysis of AE signals, it was found that AE signals with frequency ranges of (62.5-125), (250-312.5) and (312.5-375) KHz were generated from matrix cracking, fiber slipping and fiber breakage respectively. http://mme.modares.ac.ir/article-1-6011-en.pdf 2014-02-20 169 183 Drilling Composite Materials residual strength Acoustic emission Wavelet Analysis Navid Zarif Karimi 1 Amirkabir University of Technology AUTHOR hossin heidary 2 AUTHOR mahdi ahmadi najafabadi 3 AUTHOR a rahimi 4 AUTHOR mehdi farajpur 5 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی تجربی افزایش انتقال گرمای الکتروهیدرودینامیکی در جریان جابجایی طبیعی درون لوله الکتروهیدرودینامیک یکی از روش های افزایش انتقال گرما می باشد. در پژوهش حاضر، افزایش انتقال گرمای جابجایی طبیعی درون یک لوله عمودی در اثر اعمال میدان الکتریکی قوی (الکتروهیدرودینامیک) به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از یک الکترود سیمی با قطبیت مثبت در راستای محور لوله استفاده شده است. این در حالی است که جداره داخلی لوله به زمین متصل شده است. الکتروهیدرودینامیک با تولید باد یونی که از الکترود سیمی به سمت جداره لوله جریان دارد، موجب برهم زدن لایه مرزی گرمایی و افزایش انتقال گرما می شود. این پژوهش شامل بررسی اثر قطر الکترود سیمی و میدان الکتریکی بر افزایش انتقال گرما می باشد. نتایج به صورت عدد ناسلت موضعی در راستای لوله و عدد ناسلت متوسط گزارش شده است. بررسی ها حاکی از آن بود که کاهش قطر الکترود سیمی موجب افزایش میزان انتقال گرما از لوله می شود. علاوه بر این افزایش جریان الکتریکی ناشی از میدان الکتریکی قوی موجب افزایش عدد ناسلت در لوله می گردد. در کمترین قطر سیم، بیشترین عدد ناسلت مشاهده شد که 2/03 برابر حالت بدون اعمال میدان الکتریکی می باشد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3406-fa.pdf 2014-02-20 184 195 الکتروهیدرودینامیک افزایش انتقال گرما جابجایی طبیعی الکترود سیمی Experimental Investigation of Heat Transfer Enhancement using EHD in Internal Natural Convection Electrohydrodynamic (EHD) is one of the techniques for heat transfer enhancement. In current study, the enhancement of natural convection heat transfer inside a vertical tube is experimentally investigated under applying a strong electrical field (EHD). For this purpose, a wire electrode with positive polarity is used along the pipe axis while the inner surface of tube is connected to the ground. EHD disturbs the thermal boundary layer by generating ionic wind which flows from wire electrode to inner side of tube and causes the heat transfer enhancement. In this study, the effects of wire electrode diameter and also electrical field on heat transfer enhancement are investigated. Obtained data are reported as local Nusselt number along the pipe axis and mean Nusselt number. The results show that decreasing the wire electrode diameter increases the heat transfer of tube. In addition, increasing of electrical current due to strong electrical field, increases the Nusselt number. At the lowest wire electrode diameter, the highest Nusselt number was observed which was 2.03 times more than the case that no electrical field was applied. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3406-en.pdf 2014-02-20 184 195 EHD Heat transfer enhancement Natural Convection Wire electrode Pourya Alamdari 1 AUTHOR ali akbar rajabi 2 AUTHOR mojtaba mirhosseini 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی انتشار امواج الاستیک در مواد مرکب حاوی ذرات کروی با توزیع تصادفی با استفاده از مدل تعمیم یافته خودسازگار دینامیکی در این مقاله به بررسی انتشار امواج الاستیک صفحه ای در مواد مرکب حاوی ذرات تقویت کننده نرم و سخت که بصورت تصادفی در محیط ماتریس توزیع شده اند می پردازیم. مدل تعمیم یافته خود سازگار دینامیکی که دقت مناسبی در مدلسازی درصد حجمی زیاد ذرات و نیز محدوده فرکانس بالا دارد، بدین منظور استفاده شد. پس از تشریح مدل، دو ماده مرکب حاوی ذرات نرم و سخت جهت بررسی انتخاب گردید. خواص انتشاری موج از قبیل سرعت فازی، میرایی و خواص دینامیکی موثر برای هر دو ماده مرکب مطالعه گردید. بررسیها در محدوده فرکانسی طول موج کوتاه تا متوسط و نیز برحسب درصد حجمی ذرات برای موج طولی و برشی صورت پذیرفت. نتایج حکایت از تاثیرپذیری قابل توجه این خواص از تغییر در پارامترهای ذکر شده دارد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-4826-fa.pdf 2014-02-20 196 206 ماده مرکب ذره ای انتشار موج مدل تعمیم یافته خودسازگار دینامیکی توزیع تصادفی Elastic wave propagation in composites with random distribution of spherical inclusions using Dynamic Generalized Self-Consistent Model The work is dedicated to the elastic wave propagation in particulate composite with random distribution of soft and stiff inclusions. The multiple scattering theory of Waterman-Truell in combination of static generalized self-consistent model is used to formulate the Dynamic Generalized Self-Consistent Model which is used because of its precision in modeling of high volume fraction and high frequency waves. The model has been described and two different cases containing of soft and stiff inclusions are considered. The propagation behavior such as normalized wave propagation, normalized attenuation and the dynamic effective properties are studied. Investigation is carried on long and intermediate wave-length regime and different values of volume fraction for longitudinal (P) and shear (S) elastic waves. The results indicate that the propagation properties are strongly affected by aforementioned parameters. http://mme.modares.ac.ir/article-1-4826-en.pdf 2014-02-20 196 206 Particulate Composite Wave propagation DGSCM Random distribution 1 AUTHOR 2 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE مدلسازی و آنالیز ترمواکونومیکی یک نیروگاه سیکل ترکیبی پیل سوختی و میکروتوربین گازی هدف این تحقیق تحلیل ترمواکونومیکی یک سیکل هیبرید پیل سوختی اکسید جامد و میکروتوربین گاز جهت کاربرد در یک نیروگاه تولید همزمان مقیاس کوچک می باشد. با توجه به این که پیل سوختی منبع اصلی تولید توان در سیستم های هیبریدی است، در این تحقیق برای دست یابی به نتایج دقیق تر محاسبات کامل الکتروشیمیایی، حرارتی و ترمودینامیکی در پیل سوختی انجام شده و بر خلاف بیشتر تحقیقات انجام شده دمای پیل ثابت فرض نشده است. بررسی عملکرد سیستم هیبریدی نشان می دهد که افزایش فشار کاری سیستم و نسبت هوا به سوخت ورودی به آن به دلیل کاهش دمای پیل و در نتیجه دمای گازهای ورودی به توربین، سبب افت راندمان الکتریکی و همچنین افزایش قیمت برق تولیدی در آن می گردد. نتایج دیگر این تحقیق نشان می دهد که با در نظر گرفتن عمر اقتصادی سیستم، استفاده از این نوع سیستم های هیبریدی در مقایسه با یک میکروتوربین گازی از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و قیمت برق تولیدی آن کمتر می باشد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-6690-fa.pdf 2014-02-20 207 222 نیروگاه پیل سوختی اکسیدجامد آنالیز ترمواکونومیکی مدل اقتصادی نیازمندی درآمدی کل قیمت برق Thermo-economic modeling and analysis of a combined fuel cell and micro gas turbine power plant cycle The purpose of this study is thermo-economic analysis of a combined fuel cell and micro gas turbine power plant cycle for using in small scale CHP systems. Since the fuel cell is the main source of power generation in hybrid systems, in this study, complete electrochemical, thermal and thermodynamic calculations are performed to obtain more accurate results; and unlike most studies, the cell temperature is not assumed constant. The performance analysis of the hybrid system shows that increasing the pressure and air to fuel ratio, causes to loss of electrical efficiency and increase in the electricity price because of reduction in cell and turbine inlet gas temperatures. The other results of this study show that considering the economic life of the system, making use of this type of hybrid systems is economical and generates less electricity price in comparison with micro gas turbine. http://mme.modares.ac.ir/article-1-6690-en.pdf 2014-02-20 207 222 Power plant Solid oxide fuel cell Thermo-economic analysis Total revenue requirements Electricity price jamasb pirkandi 1 AUTHOR majid Ghassemi 2 Prof. of Mech. Eng., K.N. Toosi Univ. of Technology, Tehran, Iran AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE ارتعاشات آزاد غیرخطی یک نانوصفحه تک لایه بر مبنای الاستیسیته غیرمحلی : در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد غیر خطی یک نانو صفحه مستطیلی شکل بر مبنای تئوری الاسبیسیته غیر محلی پرداخته خواهد شد. بدین منظور ابتدا معادلات حرکت نانو صفحه که به صورت یک محیط پیوسته در نظر گرفته شده است با استفاده از اصل هامیلتون و بر اساس تئوری کلاسیک ورقها استخراج گردیده است. سپس با استفاده ین نابع تنش و روش گلرکین معادلات مذکور ب یک معادله دیفرانسیل معمولی غیر خطی و یک معادله سازگاری تبدیل شده است.این معادله به کمک روش مقیاسهای زمانی چندگانه حل شده و روابط تحلیلی جهت فرکانس طبیعی غیر خطی و شکل مود اول بدست آمده است. سپس به عنوان مثال این روابط برای یک صفحه گرافین در دوحالت ساختار آرمچیر و زیگزاگ مطذالعه گردیده و اثر پارامترهای هندسی نسبت منظر و تئوری غیر محلی بر کمیتهای فرکانس و تغییر شکل بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهد اثر پارامتر تئوری غیر محلی بر رفتار ارتعاشی این نوع سازه ها مشهود است و استفاده از این نوع تئوری در مقیاس نانو لازم می باشد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3441-fa.pdf 2014-02-20 223 236 ارتعاشات غیرخطی نانوصفحه گرافین Nonlinear free vibration of a single layered nanoplate based on the nonlocal elasticity In this paper, nonlinear free vibration of a Nano plates rectangular has been investigated. For this purpose, first, the equations of motion for Nano plate which is considered as a continuous system have been derived using Hamilton principle based on classical plate theory. Then, by definition an stress function and using Galerkin method the equations converted to an ordinary nonlinear equation and a compatible equations. Using multiple time scale method this equation has been solved and analytical relations for first nonlinear natural frequency and nonlinear mode shaped have been derived. Then for example, these relations have been studied for Graphen sheet in Armchair and Zigzag structure and the effect of aspect ratio and nonlocal elasticity parameter on natural frequency have been investigated. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3441-en.pdf 2014-02-20 223 236 Nonlinear vibrations Nanoplate Graphen 1 AUTHOR 2 AUTHOR